DE3325453A1

DE3325453A1 - Ultraschalldiagnose-einrichtung mit nutzung des dopplereffekts

Info

Publication number: DE3325453A1
Application number: DE19833325453
Authority: DE
Inventors: Kuniaki Atsugi Kanagawa Fukaya; Hiroshi Tokyo Fukukita; Akira Machida Tokyo Fukumoto; Ryobun Tachita; Tsutomu Kawasaki Yano
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1984-02-09
Also published as: US4552152A; DE3325453C2; JPS5911835A

Description

Matsushita Electric Industrial Company, Limited
Kadoma City, Osaka, Japan

Ultraschalldiagnose-Einrichtung mit Nutzung des Dopplereffekts

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschalldiagnose-Einrichtung zur Verwendung bei der Messung der Blutströmungsgeschwindigkeit im Körper eines Menschen.

Bei den herkömmlichen Ultraschall-Dopplerverfahren werden in den Körper eines Menschen Ultraschall impulse gestrahlt und es werden aus Ultraschallechosignalen, die von überwachten Bereichen mit unterschiedlichen Tiefen in einem Blutgefäß zurückkehren, Dopplersignale in einer erwünschten Anzahl herausgegriffen. Die Bereiche, aus denen die Dopplersignale herausgegriffen werden, werden zwischen Wänden des Blutgefäßes im Körper des Menschen gewählt. Durch die Frequenzanalyse der Dopplersignale aus verschiedenen Bereichen in dem Blutgefäß wird die Verteilung der Blutströmungsgeschwindigkeit in dem Blutgefäß ermittelt.

A/22

dozo4bo

-5- DE 3171

Da eine Anzahl von Stellen unterschiedlicher Tiefen überwacht wird, sind bei der herkömmlichen Ultraschalldiagnose-Einrich.tung Schaltglieder, Integrierschaltungen und Abfrage/Haiteschaltungen für das Herausgreifen der erforderlichen Dopplersignale ⁱⁿ der gleichen Anzahl erforderlich. Darüberhinaus ist die gleiche Anzahl von Schaltsignalgebern erforderlich. Daher ist für die Überwachung von verschiedenerlei Bereichen unterschiedlicher Tiefen in dem Blutgefäß im Körper des Menschen ein groß ausgelegtes System erforderlich. Mit der Erfindung wird eine einfach gestaltete Ultraschalldiagnose-Einrichtung geschaffen, die es erlaubt, gleichzeitig eine große Anzahl von Blutströmungs-Informationsteilen für unterschiedliche Tiefen in einem Blutgefäß eines Menschen zu überwachen.

Die erfindungsgemäße Ultraschalldiagnose-Einrichtung weist eine Ultraschalldiagnose-Sonde für das Senden und Empfangen von Ultraschall-Impulssignalen, einen Demodulator zur Phasendemodulation von Echosignalen, eine Integriereinrichtung zum Integrieren der demodulierten Signale, eine Auszugseinrichtung zum Herausgreifen mehrerer integrierter Werte und einen Analysator für die Frequenzanalyse einer Differenz zweier integrierter Werte auf. Die Erfindung ergibt ferner eine Ultraschalldiagnose-Einrichtung, die es ermöglicht, einer durch die Atmung im menschlichen Körper hervorgerufenen Bewegung des Gefäßes zu folgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei- ^O spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert .

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung der Ultraschalldiagnose-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

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Fig. 2 ist eine zur Erläuterung dienende Querschnittsansicht eines Blutgefäßes.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm, das die Zeitsteuerung einer Analog/Digital-Umsetzung nach Fig. 1 veranschau

licht.

Fig. 4 ist eine Blockdarstellung eines abgewandelten

AusfUhrungsbeispiels der Einrichtung.
10

Fig. 5 bis 7 sind Zeitdiagramme, die jeweils Zeitsteuerungen für Analog/Digital-Umsetzungen nach Fig. 4 veranschaulichen.

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des Blutgefäßes im Falle einer Versetzung des Blutgefäßes zu einer Ultraschalldiagnose-Sonde hin.

Fig. 9 ist eine Blockdarstellung eines anderen abgewandelten Ausführungsbeispiels der Ultraschalldiag

nose-Einrichtung .

Fig. 10 ist eine Blockdarstellung eines weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiels der Ultraschalldiagnose-Einrichtung.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Echosignals bei der Ultraschalldiagnose-Einrichtung.

^ou Fig. 12 zeigt Signalkurvenformen an Teilen der Blockdarstellung nach Fig. 10.

Fig. 13 ist eine Blockdarstellung eines nächsten abgewandelten Ausführungsbeispiels der Einrichtung.

·» : ·■-" ^: "*-*""" 2225453

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Fig, 14 ist ein Zeitdiagramm einer Analog/Digital-Umsetzung nach Fig. 13.

Fig. 15 ist eine Blockdarstellung eines weiter abgewandelten Ausführungsbeispiels der Einrichtung.

Fig. 16 zeigt Signalkurvenformen an Teilen der Blockdarstellung in Fig. 15.

Nach Fig. 1 erzeugt ein Taktoszillator 5 eine Bezugsimpulsfolge mit einer Frequenz von 3 MHz, mit der durch einen Sender 6 eine Sendeimpulsfolge mit einer Folgefrequenz von 4 .Hz erzeugt wird. Mittels dieser Sendeimpulsfolge wird eine Ultraschalldiagnose-Sonde 1 mit Wandlern

¹^ betrieben, um damit Impulssignale in den Körper eines Menschen zu senden. Das Impulssignal kehrt als Echosignal von einem Blutgefäß im menschlichen Körper zurück und wird von der Ultraschalldiagnose-Sonde 1 empfangen. Dabei unterliegt das Echosignal durch die Blutströmung einer

²^ Dopplermodulation. Das Echosignal wird mittels eines Ver stärkers 7 verstärkt und einem 90 -Demodulator 8 zugeführt. In dem Demodulator 8 wird das Echosignal mit Signalen multipliziert, die jeweils aus der 3 MHz-Bezugsimpulsfolge -durch eine Phasenverschiebung um 0° und 90° erzeugt ° werden. Jedes der multiplizierten Signale wird mittels einer Integrierschaltung 11 integriert, um damit jeweils Signale V (t) bzw. V, (t) zu erhalten. Dabei stellt t eine Verzögerungszeit von einem Integrationsanfangszeitpunkt der Integrierschaltung an dar. Das Signal V (t)

^a

wird über einen Schalter 13 einem Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 14 zugeführt, während das Signal V, (t) dem A/D-Wandler 14 über eine Verzögerungsleitung 12 und den Schalter 13 zugeführt wird, wobei die Signale jeweils

in digitale Signale umgesetzt werden.
35

-8- DE 3171

Falls gemäß der Darstellung in Fig. 2 eine Anzahl η mittels Ultraschallimpulsstrahlen 3 zu überwachender Stellen 4-1, 4-2, ..... 4-9 in einem Blutgefäß 2 neun ist, fuhrt der A/D-Wandler 14 eine 10-malige Umsetzung für die jeweiligen Signale V_o (t) und V, (t) aus und gibt Signale Va

el D

(t ) und Vb (t ) ab, wobei η ein Wert im Bereich von 0 bis 9 ist. Die A/D-Umsetzung wird im folgenden genau beschrieben.

In einem Frequenzanalysator 15 werden aus den Ausgangssignalen Va (t ) und Vb (t ) des A/D-Wandlers 14 Dopplersignale (V_al, V_bl), (V_a2, V_b2) (V_a9, V_bg) für die neun

zu überwachenden Stellen berechnet und jeweils einer Frequenzanalyse unterzogen. Die Ausgangssignale des Frequenzanalysators 15 werden einem Aufzeichnungsgerät 16 züge führt und als Blutströmungsinformationen für die überwachten Stellen in dem Blutgefäß aufgezeichnet.

In der Fig. 3 zeigt eine Kurvenform a eine Zeitsteuerung für das Senden oder Empfangen der Ultraschall-Impulssignale. Eine Kurvenform b zeigt eine Zeitsteuerung für die A/D-Umsetzung, die auf Zeitpunkte t_Q bis t_g nach dem Anfangszeitpunkt der Integration verzögert ist. Nimmt man an, daß die Abstände zwischen den jeweiligen zu überwachenden Stellen 4-1 bis 4-9 nach Fig. 2 einander gleich sind, die Ultraschallimpulsstrahlen über einen derartigen Abstand in einer Zeit /Λ T hin- und zurücklaufen und die Zeitpunkte für den Empfang der von den jeweiligen Stellen 4-1 bis 4-9 zurückkehrenden Impulsstrahlen T₁ bis T_Q sind, ergeben sich die folgenden Gleichungen:

- ^Tn

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+ t
D_ (2)

wobei V (t) eines der Ausgangssignale des Demodulators

el

8 ist. Das durch die Gleichung (4) gegebene digitale Signal V (t ) wird über den Schalter 13 dem Frequenzanalysa-

3. XX

tor 15 zugeführt, wobei Dopplersignale V nach folgender

ein

Gleichung berechnet werden:

_1B ^Van = W "VW ⁽⁵⁾

wobei η einen Wert im Bereich von 1 bis 9 hat.

Inzwischen wird das andere Ausgangssignal V. (t) der Integrierschaltung 11 mittels der Verzögerungsschaltung 12 um At verzögert und mittels des A/D-Wandlers 14 in ein digitales Signal umgesetzt. Die Zeitsteuerung für diesen Fall ist in Fig. 3 bei (c) dargestellt und damit im Vergleich zur Darstellung bei (b) in Fig. 3 um At verzögert. · Infolgedessen ergibt sich ein Signal V.(t ) aus der folgenden Gleichung:

t + t
v_b(t_n) = fⁿ v_b(t-At)dt (6)

wobei das Signal V_fe(t) das zweite Ausgangssignal des Demodulators 8 ist. Mit dem Schalter 13 wird das Eingangssignal des A/D-Wandlers 14 abwechselnd unter der Zeitsteuerung gemäß (d) in Fig. 3 auf V (t) und V (t) umgeschal-

a D

tet. In dem Frequenzanalysator 15 werden Dopplersignale

= w -vw ⁽⁷⁾

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erzeugt , wobei η ein Wert im Bereich von 1 bis 9 ist. Die Signalkurvenform (e) in Fig. 3 ist ein Signal, das die Integrierdauer der Integrierschaltung bestimmt.

Mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Ultraschalldiagnose-Einrichtung ist es möglich, mittels eines einfachen Schaltungsaufbaus Blutströmungsinformationen für verschiedenerlei Stellen mit unterschiedlichen Tiefen in dem Blutgefäß zu überwachen.

Anhand der Fig. 4 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ultraschalldiagnose-Einrichtung erläutert. Die den Elementen in Fig. 1 entsprechenden Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Schalter 13 und die Verzögerungsleitung 12 nach Fig. 1 weggelassen, während der A/D-Wandler 14 nach Fig. 1 in zwei Teile aufgeteilt ist, die jeweils mit 14-1 und 14-2 bezeichnet sind. Der A/D-Wandler 14-1 dient zum Verarbeiten des Signals V (t ), während der A/D-Wandler 14-2 zum Verarbeiten des si η

Signals V, (t ) dient. Die Zeitsteuerung für die A/D-Umsetzung ist in Fig. 5 gezeigt. Die Signalkurvenformen (a) und (b) in Fig. 5 entsprechen denjenigen bei (a) und (b) in Fig. 3, während die Signalkurvenform (c) in Fig. 5 derjenigen bei (e) in Fig. 3 entspricht. Die A/D-Umsetzungen mittels der A/D-Wandler 14-1 und 14-2 werden parallel innerhalb des Zeitintervalls ΛΤ von t₀ bis t_q ausgeführt. Die A/D-Umsetzung in jedem der A/D-Wandler 14-1 und 14-2 wird je Sendezyklus 10 mal vorgenommen. Dieses Ausführungsbeispiel ist einfacher, da keine Aufbereitung zum Schalten und zur Zeitverzögerung erforderlich ist.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Zeitsteuerung der A/D-Umsetzung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Zeiten ^T und T in Fig. 6(a) sind Zeitpunkte für das Herausgrein+1

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fen von Dopplersignalen, während Zeitintervalle von t
bis t¹ und von t_n+1 bis t'_n+1 in Fig. 6 (b) Integrationsperioden für die Integrierschaltung 11 nach Fig. 4 sind. In dieser Zeit werden mittels der A/D-Wandler 14-1 und 14-2 nach Fig. 4 A/D-Um set zunge η zu den Zeitpunkten t , t'r,> tru-1 ^unc* t' 4.1 ausgeführt, um Dopplersignale V

Π * 1"T-L I l"t"X 3.ΓΊ

und V, gemäß den folgenden Gleichungen herauszugreifen:

^Vbn = ^Vb^(tV "W ⁽⁹⁾

Für die Zeiten t und t' ergibt sich die folgende Gleichung:
15

t + t'
T„ = -£-= S (10)

Darüberhinaus können die Integrationsperioden gemäß Fig.

6(b) durch die Perioden von t bis t¹ . , von t _Λ bis 2Q η η—ι n+i.

t¹ und von t ₂ bis t¹ . ersetzt werden, die in Fig. 6(c) dargestellt sind.

In der Fig. 7 ist bei (a) das vorangehend beschriebene

Bezugssignal für die Zeitsteuerung der A/D-Umsetzung bei 25

dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dargestellt, während in Fig. 7(b) eine Zeitsteuerung der A/D-Umsetzung gezeigt ist, die der Zeitsteuerung mittels des Bezugssignals gemäß (a) gleichartig ist. In der Fig. 7(b) ist mit T_n der Zeitpunkt des Herausgreifens des Dopplersignals dargestellt,

der b-eliebig als Zeitpunkt t oder als Zeitpunkt zwischen t und t gewählt werden kann, was einer in Fig. 7 (d) gezeigten Integrationsperiode entspricht. Die Integrationsperiode ist das η-fache des Intervalls für die A/D-_QK Umsetzung. In diesem Fall sind Dopplersignale V N und

OO et

V.N sowie der Zeitpunkt für das Herausgreifen der Doppler-

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signale durch die folgenden Gleichungen bestimmt

^Va^N = VW -

= VW - W ⁽¹²⁾

t + t

_J2

Auf diese Weise können die Dopplersignale durch ein einziges Wählen von Digitalsignalen und Subtraktionsvorgänge an diesen herausgegriffen werden. Infolgedessen ist es möglich, den Bereich der herauszugreifenden Dopplersignale und die Integrationsperiode hierfür frei zu bestimmen.

Das Blutgefäß 2 nach Fig. 2 wird gewöhnlich durch die Atmung oder eine Bewegung des menschlichen Körpers versetzt. Daher sollte die Überwachungsstelle so versetzt werden, daß sie der Versetzung des Blutgefäßes folgt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Ultraschalldiagnose-Einrichtung beschrieben, bei denen der Verschiebung bzw. Versetzung des Blutgefäßes nachgefolgt wird.

In der Fig. 8 sind die Beziehungen zwischen den Ultraschall impulsstrahlen und dem Blutgefäß dargestellt. Nimmt man an, daß das mit einer ausgezogenen Linie 2 dargestellte Blutgefäß zu einer anderen, durch eine gestrichelte Linie 2' dargestellten Lage versetzt bzw. verschoben wird, so werden zwanzig Überwachungsstellen 4-1, 4-2, ...., 4-20 gewählt, so daß der gesamte Bereich der Versetzung des Blutgefäßes erfaßt wird.

Die Fig. 9 ist eine Blockdarstellung eines derartigen Ausführungsbeispiels. Mit 1, 5, 6, 7, 8 und 16 sind gleiehe Teile wie in Fig. 1 bezeichnet. Schaltglieder 9-1

Λ.'Ύ"·.: : "^:..^:·.-^: 3225453

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bis 9-20 sind den Überwachungsstellen 4-1 bis 4-20 nach Fig. 8 zugeordnet und greifen jeweils Ausgangssignale V und V, für entsprechende Perioden heraus. Die Ausgangssignale der Schaltglieder 9-1 bis 9-20 werden jeweils mittels Integrierschaltungen 11-1 bis 11-20 integriert, die jeweils Dopplersignale V und V. abgeben. Die Doppler-

a D

signale V und V, werden jeweils mittels A/D-Wandlern a D

14-1 bis 14-20 in digitale Signale umgesetzt und mittels Frequenzanalysatoren 15-1 bis 15-20 einer Frequenzanalyse unterzogen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist. Eine Nachführsehaltung 17 wählt eines der Ausgangssignale der Frequenzanalysatoren 15-1 bis 15-20 und führt dem Aufzeichnungsgerät 16 Blutströmungsinformationen zu.

Die Nachführschaltung 17 wird anhand der Fig. 10 beschrieben. Das Echosignal aus dem Verstärker 7 wird einer Blutgefäßwand-Detektorschaltung 17-1 zugeführt, welche die Lage der Blutgefäßwand ermittelt. Die Detektorschaltung 17-1 ist durch eine bekannte Spitzenwert-Detektorschaltung gebildet, die einen Spitzenwertteil des Echosignals erfaßt. Das Erfassungsausgangssignal der Detektorschaltung 17-1 wird einer Wählschaltung 17-2 zugeführt, die entsprechend dem Ausgangssignal der Detektorschaltung 17-1 ein Schaltglied 17-3 so steuert, daß eines der Ausgangssignale der Frequenzanalysatoren 15-1 bis 15-20 als Blutströmungsgeschwindigkeit-Information angewählt wird. Das Signal für die gewählte Blutströmungsgeschwindigkeit-Information wird einer Subtrahierschaltung 17-5 zugeführt, in der von dem Signal ein Signal für eine mittlere Versetzungsge-

°0 schwindigkeit des Blutgefäßes in der Richtung der Ultraschallstrahlen subtrahiert wird. Die mittlere Versetzungsgesehwindigkeit des Blutgefäßes wird mittels einer Geschwindigkeits-Detektorschaltung 17-4 erfaßt, in welcher die mittlere Versetzungsgeschwindigkeit des Blutgefäßes aus der Größe der Versetzungen der Ausgangssignale der Detektorschaltung 17-1 und der hierzu erforderlichen Zeit

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berechnet wird. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 17-5 wird dem Aufzeichnungsgerät 16 zugeführt. Die Fig. 11 zeigt jeweilige Signale, die der Detektorschaltung 17-1 zugeführt werden. Ein Signal mit der Kurvenform gemäß (a) entspricht dem Signal für das Blutgefäß 2 in Fig.
8, während ein Signal mit der Kurvenform gemäß (b) dem Signal für das Blutgefäß 2' gemäß Fig. 8 entspricht. Die Versetzung der Spitzenwerte der Signale ergibt das Ausmaß der Versetzung des Blutgefäßes.

Die Fig. 12 zeigt Kurvenformen von Signalen an Teilen der Blockdarstellung in Fig. 10. Bei (a) ist die mittels des Schaltglieds 17-3 gewählte Blutströmungsgeschwindigkeits-Information dargestellt, bei (b) ist die mittels der Geschwindigkeits-Detektorschaltung 17-4 erfaßte Information über die Versetzungsgeschwindigkeit des Blutgefäßes dargestellt und bei (c) ist die aus der Subtrahierschaltung 17-5 abgegebene Blutströmungsgeschwindigkeits-Information dargestellt, die der Differenz zwischen den Informationen gemäß (a) und (b) entspricht. Eine Versetzungsgeschwindigkeit V des in Fig. 8 dargestellten Blutgefäßes wird nach folgender Gleichung berechnet:

tan ex - tan β ^Κί '

wobei V eine angenommene Geschwindigkeit ist, die aus dem Echosignal ermittelt wird, ex, ein Winkel zwischen der Richtung der Ultraschall-Impulsstrahlen und der Blutgefäßwand ist und Jb ein Winkel zwischen der Richtung der ^ Ultraschall-Impulsstrahlen und der Versetzungsrichtung des Blutgefäßes ist.

Anhand der Fig. 13 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ultraschalldiagnose-Einrichtung beschrieben. Die glei-

chen Teile wie in den Fig. 1, 9 und 10 sind mit den glei-

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chen Bezugszeichen bezeichnet. Mit 18 ist ein Speicher bezeichnet. Die Ausgangssignale V und V, aus dem Demodulator 8 werden mittels eines Schaltglieds 9 mit einem in Fig. 14 (a) gezeigten Schaltsignal herausgegriffen. Das herausgegriffene Signal enthält alle den Stellen 4-1 bis 4-20 in Fig. 8 entsprechenden Signale. Das herausgegriffene Signal wird mittels der Integrierschaltung 11 integriert und mittels' des A/D-Wandlers 14 zu Zeitpunkten t„ bis t₂₀ gemäß der Darstellung in Fig. 14(b) in digitale ■ Signale V„(t ) und V, (t ) umgesetzt, wobei η ein Wert an un

im Bereich von 0 bis 20 ist. In diesem Fall ergeben sich digitale Signale gemäß den folgenden Gleichungen:

V_a(t ) = I V (t)dt (15)

^{a n} ^O ^a

=J

t
ⁿ V_b(t)dt (16)

• Ferner ist der Zeitpunkt T zum Herausgreifen des den Stellen 4-1 bis 4-20 in Fig. 8 entsprechenden Döpplersignals durch die folgende Gleichung gegeben:

t _Λ + t

T = -2=± B- (17)

η ₂

2g wobei η ein Wert im Bereich von 1 bis 20 ist. Die Ausgangssignale V (t ) und V (t ) des A/D-Wandlers 14 werden ei η on

dem Speicher zugeführt, in welchem die Dopplersignale V und V, nach den folgenden Gleichungen (18) und (19) berechnet und eingespeichert werden:

^VW W' ⁽¹⁸⁾

Der Speicher 18 nimmt nach jedem Senden oder Empfangen der Ultraschallimpulse die jeweils letzten Dopplersignale

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V und V auf und speichert die Signale V und V
für ein 128-faches Senden oder Empfangen der Ultraschall.-impulse. Hierbei erfaßt gemäß den Ausführungen anhand der Fig. 10 die Blutgefäßwand-SJetektorschaltung 17-1 die Lage der Blutgefäßwand, wodurch »der der zugehörigen Überwachungsstelle entsprechende Wert η bestimmt wird. Der Speicher 18 gibt an den Frequenzanalysator 15, die Signale

V und V, für das dem Wert η entsprechende vorangehende an bn

128-malige Senden oder Empfangen ab. Das Ausgangssignal des Frequenzanalysators 15 wird der Subtrahierschaltung 17-5 zugeführt, in der gemäß den Ausführungen in Verbindung mit der Fig. 10 von dem Ausgangssignal des Frequenzanalysators 15 das mittels der Geschwindigkeits-Detektorschal tung 174 erfaßte Signal für die Blutgefäßversetzungsgeschwindigkeit subtrahiert wird. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 17-5 wird mittels des Aufzeichnungsgeräts 16 aufgezeichnet. Durch die Verwendung des Speichers 18 ist es möglich, die Anzahl der komplizierten Frequenzanalysatoren auf "1" dadurch zu verringern, daß nur die für die Frequenzanalyse erforderlichen Daten ausgelesen werden.

Bei den in Fig. 10 und 13 gezeigten Ausführungsbeispielen ist es möglich, die Geschwindigkeits-Detektorschaltung 17-4 und die Subtrahierschaltung 17-5 wegzulassen, die insbesondere dann nicht erforderlich sind, wenn die Geschwindigkeit der Blutgefäßversetzung im Vergleich zu der Blutströmungsgeschwindigkeit genügend gering ist.

Anhand der Fig. 15 wird nun ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der Ultraschalldiagnose-Einrichtung erläutert. Die gleichen Teile wie in Fig. 1 oder 13 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf die gleiche Weise wie gemäß Fig. 1 werden die Ausgangssignale der Integrierschaltung 11 mittels des A/D-Wandlers 14 in digitale Signale umge-

O O ,c -J -τ Ό ό

-17- DE 3171

setzt, die dem Frequenzanalysator 15 zugeführt werden. Der Frequenzanalysator 15 greift durch das Verarbeiten der digitalen Signale wie bei dem Ausführungsbeispiel . nach Fig. 1 das Dopplersignal heraus, wodurch die einer jeweiligen genannten- Stelle entsprechende Blutströmungsgeschwindigkeit-Verteilung erhalten wird. Die auf diese Weise erhaltene Blutströmungsgeschwindigkeits-Information wird innerhalb der Periode des Herzpulsschlags in eine Speicherschaltung 19 eingespeichert. Dabei werden die den jeweiligen Überwachungsstellen entsprechenden Blutströmungsgeschwindigkeit-Informationen miteinander mittels einer Vergleichsschaltung 20 verglichen, um die Stelle herausgreifen, an der die maximale Blutströmungsgeschwindigkeit beobachtet wird. Die auf diese Weise her-» ausgegriffene Stelle wird als Mittelpunkt des Blutgefäßes festgelegt.

Nach diesem festgelegten Mittelpunkt werden die in der Speicherschaltung 19 gespeicherten Blutströmungsgeschwindigkeits-Informationen selektiv ausgelesen und mittels des Aufzeichnungsgeräts 16 aufgezeichnet.

ι In der Fig. 16(a) sind zeitliche Änderungen der Blutströ- ^fmungsgeschwindigkeit-Verteilung an den Stellen 4-1, 4-4, 4-7, 4-10, 4-13, 4-16 und 4-20 nach Fig. 8 jeweils als [urvenformen S₁, S₄, S₇, S₁₀, S₁₃, S₁₆ und S₃₀ dargestellt. Die Kurvenformen S. und S₂-zeigen keine Blutströmung an, da die Stellen 4-1 und 4-20 außerhalb des Blutgefäßes liegen. Die Kurvenformen S_1n und S₁ „ zeigen schnelle

30/ pulsierende Strömungen des Bluts an und bedeuten somit, daß die Stellen 4-10 und 4-13 Stellen nahe dem Mittelpunkt des Blutgefäßes sind. In einem Zeitintervall t- eines Pulsschlages zeigt die Kurvenformen S₁ 'Mo schnellste Strömung an, so daß daher die Stelle 4-13 als Mitte des Blutgefäßes bestimmt wird. Dabei wird das Signal mit d-n¹

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Kurvenform S₁ „ innerhalb der Periode bzw. des Zeitintervalls t. aus der Speicherschaltung 19 herausgegriffen, wie es in Fig. 16(b) dargestellt ist. In der nachfolgenden Pulsschlagperiode t„ zeigt die Kurvenform S__n die schnellste Strömung an, so daß daher die Stelle 4-10 als Mitte des Blutgefäßes festgelegt wird, wobei aus der Speicherschaltung 19 das Signal für die Kurvenform S₁₀ innerhalb der Pulsschlagperiode tp ausgegeben wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 wird gemäß Fig. 16 (b) die Blutströmungsgeschwindigkeit-Information für die Mitte des Blutgefäßes herausgegriffen. Zusätzlich hierzu kann relativ zur Mitte des Blutgefäßes die Blutströmungsgeschwindigkeit-Information für irgendeine andere stelle im Blutgefäß herausgegriffen werden. Darüberhinaus ist es möglich, die Veränderung der Blutströmungsgeschwindigkeits-Verteilung in dem Blutgefäß in zeitlicher Aufeinanderfolge dadurch darzustellen, daß gleichzeitig Blutströmungsgeschwindigkeits-Informationen ausgegeben werden, die mehreren Stellen in dem Blutgefäß entsprechen. Dies ist für die Untersuchung der Flüssigkeit bzw. Viskosität des Bluts vorteilhaft. Auf diese Weise wird unter automatischer Nachführung mit der Versetzung bzw. Verschiebung des Blutgefäßes die Blutströmungsgeschwindigkeits-Information für irgendeine beliebige Stelle in dem Blutgefäß auf einfache Weise dadurch erzielt, daß durch Vergleichen der für mehrere Stellen im Blutgefäß erfaßten Blutströmungsgeschwindigkeit die Lage des Blutgefäßes ermittelt wird und demgemäß selektiv die Blutströmungsgeschwindigkeits-Information ausgegeben wird.

Es werden Ultraschall-Echosignale phasendemoduliert und in einer Periode integriert, die derjenigen von Ultraschall-Impulssignalen entspricht. Die integrierten Werte werden abgefragt, wobei die Differenz zwischen zwei integrierten Werten aufeinanderfolgend einer Frequenzanalyse unterzogen wird.

Claims

Patentansprüche

1. Ultraschalldiagnose-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Ultraschalldiagnose-Sonde (1) zum Senden und Empfangen von Ultraschall-Impulssignalen, einen Demodulator (8) zur Phasendemodulation von mittels der Sonde empfangenen Echosignalen, eine Integriereinrichtung (11) zum Integrieren der demodulierten Signale über eine Periode, die den Sende- oder Empfangszeiten der Ultraschall-Impulssignale entspricht, eine Auszugseinrichtung (13,14) zum Herausgreifen mehrerer integrierter Werte in einem Intervall der Integration und eine Frequenzanalysatoreinrichtung (15) zur Frequenzanalyse der Differenz von zwei integrierten Werten aus der Auszugseinrichtung.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren integrierten Werte vor der Frequenzanalyse in digitale Signale umgesetzt werden (14).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung (17-1) zum Ermitteln von Lagen beobachteter Materialien und eine Wähleinrichtung

A/22

Dreodner Bank (München) KIo. 3939 844

Postacheck (München) Klo 670-43-804

-2- DE 3171

(17-2, 17-3) zum Wählen eines der Ausgangssignale der Frequenzanalysatoreinrichtung (15) entsprechend der mit der Detektoreinrichtung ermittelten Lage der beobachteten Materialien.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren integrierten Werte bei jedem Senden oder Empfangen der Ultraschall-Impulssignale in einen Speicher (18) eingespeichert werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Wählvorrichtung (20) zum Wählen eines einer erwünschten Stelle beobachteter Materialien entsprechenden Ausgangssignals der Frequenzanalysatoreinrichtung (15) aufgrund einer Stelle, für die das Ausgangssignal der Frequenzanalysatoreinrichtung eine vorbestimmte Eigenschaft anzeigt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Eigenschaft eine maximale Blutströmungsgeschwindigkeit ist.·

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erwünschte Stelle eine Stelle ist, für die

° das Ausgangssignal der Frequenzanalysatoreinrichtung (15) eine maximale Blutströmungsgeschwindigkeit anzeigt.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erwünschte Stelle eine Stelle ist, die von

einer Stelle abgelegen ist, für die das Ausgangssignal der Frequenzanalysatoreinrichtung (15) eine maximale Blutströmungsgeschwindigkeit anzeigt.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich-

net, daß die Wählvorrichtung (20) das Ausgangssignal der

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1 Frequenzanalysatoreinrichtung (15) durch Vergleichen von Signalen, die mehreren beobachteten Stellen entsprechen, in einer einzelnen Pulsschlagperiode wählt.

5

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall eine Pulsschlagperiode ist. ■

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